皮肤组织的热力学行为表征:Ⅰ. 拉压行为

目的重点研究在不同温度下猪皮肤组织的拉压行为,探讨温度和真皮层胶原质热变性对皮肤组织力学性质的影响。方法实验采用新鲜猪皮,在特殊设计的温控制拉伸系统和压缩系统条件下观察猪皮肤在不同温度下的拉压行为。结果在拉伸实验中,皮肤的刚度随着温度的升高而降低,而在压缩实验中则相反。结论温度对皮肤组织的拉伸和压缩行为都有影响:拉伸性质的变化主要是由于随着温度的升高皮肤胶原蛋白的热变性所引起,而压缩性质的变化则有可能是由于在热变性的影响下水合的变化所引起。     

基于动态模量的温拌再生沥青混合料性能研究

利用Superpave简单性能试验机（SPT）测定温拌再生沥青混合料在不同围压、温度、荷载作用下的动态模量.分析围压、温度、加载频率对再生沥青混合料动态模量的影响,对比温拌与热拌再生沥青混合料的黏弹性.结果表明,温拌再生混合料的动态模量受温度和加载频率的影响显著,其变化规律与热拌混合料相同;与热再生沥青混合料相比,温拌再生沥青混合料的抗车辙性能更好.     

橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能研究

为了研究橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能,对不同温度下3种橡胶颗粒掺量的沥青混合料进行了蠕变性能试验和动态模量试验,采用Burgers模型表征橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能,分析了温度和橡胶颗粒掺量对于沥青混合料黏弹性能的影响。结果表明:随着温度的升高和橡胶颗粒掺量的增加,蠕变变形量逐渐增大,2%橡胶颗粒掺量下沥青混合料的常、高温稳定性较好,60℃下4%橡胶颗粒掺量的沥青混合料出现严重的蠕变损伤现象。沥青混合料的动态模量随着橡胶颗粒掺量的增大而降低,掺量为2%后继续提高橡胶颗粒掺量对动态模量影响较小。综合上述因素,确定合理的橡胶颗粒掺量为2%。     

关于沥青混凝土黏弹性模型的探讨

为了研究不同黏弹性模型对于沥青混凝土材料的适用性,通过MTS810力学性能试验机在20℃、45℃、60℃3种温度下对沥青混凝土进行蠕变试验,得到不同温度下的蠕变曲线,并应用4种黏弹性模型对蠕变曲线进行拟合,得到其黏弹性参数。结果表明,Maxwell模型、Kelvin模型不能完全体现沥青混凝土材料的黏弹性能,Burgers模型和四单元五参数模型可以表征沥青混凝土的常温黏弹性能,但对于含高温损伤的蠕变曲线的拟合,则出现误差较大或黏弹性参数为负数的矛盾现象。针对该缺陷,通过引入损伤因子对Burgers模型进行改进,得到损伤Burgers模型,并对该模型对沥青混凝土的高温蠕变曲线进行拟合,结果表明损伤Burgers模型可以较好地表征沥青混凝土的高温损伤蠕变性能。     

胶粉改性沥青混合料的动态模量及主曲线研究

为研究胶粉改性沥青混合料的粘弹特性,采用简单性能试验对90#基质沥青混合料和胶粉改性沥青混合料试件进行动态模量试验,研究不同温度和加载频率对沥青混合料粘弹特性的影响。基于sigmoidal模型对沥青混合料的动态模量主曲线进行拟合,分析胶粉的掺加对沥青混合料粘弹特性的影响。结果表明,沥青混合料的黏弹特性随着加载频率的增加而增加,随着试验温度的增加而减小;胶粉的加入增加了混合料的弹性性能,在低温或高频率下表现尤为明显,而在高温或低频率下影响相对较小。     

细集料粒径对沥青砂浆黏弹性参数影响程度的灰熵分析

对不同细集料粒径组成的沥青砂浆进行单轴压缩蠕变试验,用Burgers模型拟合蠕变试验结果,并通过灰熵法分析了细集料粒径对黏弹性参数的影响程度,以研究沥青砂浆的黏弹性特性。研究结果表明:1.18~2.36 mm档集料对黏弹性参数E1、E2、η2均产生显著的影响;小于0.075 mm档集料对4个黏弹性参数的影响程度都居于其次;2.36~4.75 mm档集料对参数η1的影响程度显著。     

细集料粒径对沥青砂浆黏弹性参数影响程度的灰熵分析

对不同细集料粒径组成的沥青砂浆进行单轴压缩蠕变试验,用Burgers模型拟合蠕变试验结果,并通过灰熵法分析了细集料粒径对黏弹性参数的影响程度,以研究沥青砂浆的黏弹性特性。研究结果表明:1.18~2.36 mm档集料对黏弹性参数E1、E2、η2均产生显著的影响;小于0.075 mm档集料对4个黏弹性参数的影响程度都居于其次;2.36~4.75 mm档集料对参数η1的影响程度显著。     

基于黏弹性的橡胶改性沥青路面抗滑性能研究

为研究橡胶颗粒对沥青路面抗滑性能的影响,基于SMA-13沥青混合料,采用内掺法以橡胶颗粒等量替代相应的集料进行橡胶改性沥青混合料配合比设计,橡胶颗粒掺量R=0%、1%、3%、5%,配制得到4组沥青混合料SMA-13A、SMA-13B、SMA-13C、SMA-13D,分别制备旋转压实试件及车辙板试件,保持试件温度T=10、20、30、40、50℃。采用单轴压缩试验方法进行AMPT简单性能试验,得到动态模量E和相位角φ;利用自主研发的轮胎-路面动态摩擦系数测试系统进行抗滑性能试验,得到动态摩擦系数f。结果表明:沥青混合料的黏弹性能顺序为SMA-13DSMA-13CSMA-13BSMA-13A,说明掺橡胶颗粒后,沥青混合料的黏弹性能得到了提高,且掺量越大,黏弹性能越好;在试件温度T=10、20、30、40、50℃下,沥青混合料的动态摩擦系数f与动态模量E的相关性基本相同,说明沥青混合料试件的温度对f与E相关性的影响不大;在车辆动态荷载作用下,随着橡胶颗粒掺量R的增加,沥青混合料的动态模量E减小,动态摩擦系数f增大,而相位角φ减小,说明橡胶颗粒的掺入提高了沥青路面的黏弹性能,从而提高了沥青路面的抗滑性能。     

扣件胶垫黏弹性对铁路箱梁振动与结构噪声的影响

以高速铁路WJ-7B型扣件胶垫为研究对象，通过动态力学性能试验测试了扣件胶垫在不同温度下的动力性能；结合温频等效原理、Williams-Landel-Ferry方程和高阶分数导数FVMP模型表征了扣件胶垫的黏弹性力学特性；将该模型代入建立的桥梁振动与结构噪声预测有限元-边界元模型，并与Kelvin-Vogit模型对比来分析扣件胶垫黏弹性对箱梁振动和结构噪声的影响。研究结果表明:扣件胶垫黏弹性表现为动参数的温频变特性，刚度与频率正相关，与温度负相关，阻尼与频率和温度均负相关，阻尼在1~100 Hz内变化明显，在100 Hz以上变化较小；扣件动参数测试值与高阶分数导数FVMP模型拟合值吻合良好，采用高阶分数导数FVMP模型可以准确描述扣件在宽温宽频下的动态黏弹性力学行为；仅考虑扣件胶垫频变特性时，桥梁在25~63 Hz振动加剧，在80~200 Hz振动减弱，在峰值频率63 Hz处顶板、腹板和底板的加速度振级分别增大5.62、0.91和2.94 dB，桥梁横桥向各板垂向近场点和梁底下方靠近地面处声辐射明显增大；同时考虑扣件胶垫温变与频变特性时，随着温度的降低，桥梁在31.5~50.0 Hz振动不断减小，在63~200 Hz振动不断增大，桥梁横桥向在顶板斜上方、腹板和底板垂向近场点和梁底下方靠近地面处声辐射减小，温度从20 ℃降到-20 ℃时，总体声压级最大降低了2 dB左右；忽略扣件胶垫黏弹性会导致桥梁振动和结构噪声预测产生偏差，仿真分析时应考虑扣件胶垫的黏弹性，以提高预测的准确性。      

沥青混合料松弛模量数值转换方法比较

为了有效获取沥青混合料的松弛模量, 比较了分别由动态模量和蠕变柔量得到松弛模量的数值转换方法, 研究了沥青混合料线性黏弹性参数的转换原理; 对同种沥青混合料分别进行了动态模量和蠕变柔量测试, 拟合了试验数据主曲线, 获得了松弛模量函数, 分析了2种数值转换法存在差异的可能原因; 考虑了不同Maxwell单元数对松弛模量计算结果的影响, 比较了不同沥青混合料的松弛模量, 验证了2种方法对不同沥青混合料的适用性。研究结果表明: 表征沥青混合料松弛模量的Maxwell单元数越少, 其主曲线波动越大, 当单元数大于11时, 主曲线间差异小于5.26%, 建议选择11个单元左右以提高计算效率; 由动态模量和蠕变柔量转换得到的松弛模量符合材料的基本松弛特性, 2条松弛模量主曲线重合度较高, 且相关系数大于0.99;对于不同的沥青混合料, 2种转换方法同样适用, 在线性黏弹性范围内, 二者的差异主要出现在较低时间区域(10-8~10-4 s), 建议实际应用中采用2种方法的平均值以减少同种试验误差的干扰; 添加温拌剂在一定程度上会降低沥青混合料的松弛模量, 相比于普通热拌沥青混合料, 添加发泡温拌剂和Evotherm温拌剂的沥青混合料松弛模量分别降低了14.69%和13.61%, 从对松弛模量的影响程度来看, 2种温拌剂的使用效果相当。      

气象参数对桥梁防冰动态热负荷的影响

防冰热负荷作为桥梁融冰系统设计的首要环节,对系统的运行能耗起着决定性作用。针对阿勒泰、汉中、伊宁3个典型城市,采用ASHRAE防冰热负荷计算公式,借助MATLAB编程得出3个城市最冷月热负荷最大一天的防冰热负荷与气象参数的动态变化图,分析各气象参数对动态防冰热负荷的影响,并提出一种针对某一待求参数受多个已知参数影响程度的预测分析方法。结果表明:在该防冰热负荷计算模型下,防冰热负荷与风速趋势相似,天空辐射温度与室外温度趋势相似;防冰热负荷同室外风速、含湿量呈正相关,而与天空辐射温度、室外温度、相对湿度呈负相关;且对防冰热负荷的影响程度为:室外风速天空辐射温度室外温度含湿量相对湿度。     

双线性黏聚区模型在混凝土路面损伤开裂分析中的应用

为了揭示混凝土路面的损伤开裂机理及其对承载力的影响, 考虑混凝土材料的弹塑性, 应用非线性断裂力学中的双线性黏聚区模型, 结合ABAQUS有限元软件, 在预计开裂部位布设黏结单元, 模拟了四点加载小梁试件从弹性响应到断裂失效的全过程, 以验证双线性黏聚区模型在混凝土损伤开裂分析中的适用性; 应用双线性黏聚区模型分析了Winkler地基上混凝土板的断裂特性和损伤后的承载力衰减。分析结果表明: 在加载小梁受荷全过程中, 梁底应力经历了线性增大、达到混凝土极限强度后减小、最大点上移与变为0等阶段, 作用力-加载位移变化与已有研究一致; 在加载全过程中, 混凝土板的截面应力分布变化与小梁类似; 混凝土板在损伤阶段承载力会持续增大, 但由于板的支承条件与四点加载小梁不同, 板的断裂近似于脆性断裂, 无明显承载力衰减过程, 板断裂时的极限承载力与弹性阶段临界状态承载力之比为1.32;混凝土板发生初始损伤后, 极限承载力最大会衰减至未损伤板的87%, 且随着初始损伤程度的增加, 极限承载力衰减速率变大。      

银杏叶提取物防治肝纤维化的实验研究

目的　探讨银杏叶提取物 (EGb)对慢性肝炎的防治作用及其机制。方法　SD大鼠随机分为正常组、模型组、EGb防治组和秋水仙碱组。用四氯化碳皮下注射法建立慢性肝损伤模型 ,分别用生理盐水或药物灌胃治疗。对比观察EGb对慢性肝损伤大鼠肝纤维化和脂质过氧化指标的影响 ,结合肝病理组织学及肝组织内Ⅰ、Ⅲ型胶原表达的变化加以探讨。结果　EGb防治组大鼠肝组织中PCⅢ、透明质酸、层黏连蛋白和CⅣ型胶原含量明显降低 ,血中过氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性明显升高 ,丙二醛含量明显降低 ,与模型组比较差异均有显著性意义 (P <0 .0 5或P <0 .0 1) ;形态学观察 ,EGb防治组大鼠肝组织损伤明显轻于模型对照组和秋水仙碱对照组 :HE染色显示肝组织炎症损伤减轻 ,VG染色显示肝组织纤维化程度明显减低 ,免疫组化染色显示肝组织中Ⅰ、Ⅲ型胶原表达明显减少。结论　EGb具有抑制脂质过氧化损伤 ,防治大鼠实验性肝纤维化的作用。     

基体沥青混合料空隙率对复合混凝土黏弹特性的影响

为了明确复合混凝土优良高低温路用性能的本质并指导复合混凝土路面设计,对复合混凝土在一般温度域范围内的黏弹力学性能进行研究.选择复合混凝土空隙率范围的3种代表值(22％、25％、28％),基于动态模量试验、弯曲蠕变试验和单轴压缩蠕变试验,探究基体沥青混合料空隙率对复合混凝土黏弹特性的影响.研究结果表明:复合混凝土的黏弹性能与基体混合料的空隙率关系密切,在低温条件下,VV=25％的复合混凝土具有相对较强的黏性特征;随着温度的升高,3种空隙率下的复合混凝土黏弹性能逐渐接近;到高温条件下,复合混凝土的黏性特征随空隙率的增大而减小.故相比于22％、28％空隙率的复合混凝土,25％空隙率复合混凝土同时具有较好的高温稳定性与低温抗裂性能.研究结果为复合混凝土设计时材料组成的选择和设计参数的选取提供参考.     

基于初始孔压非均布条件的软黏土地基固结特性分析

将初始孔压非均布条件用统一表达式表示,采用Merchant模型推导了初始孔压非均布条件下的竖井地基黏弹性解。通过与初始孔压均匀分布条件下的黏弹性解对比,验证了本文解的正确性。并编制计算程序分别分析黏弹性参数、初始孔压参数对于竖井地基固结特性的影响。研究表明:k及η值的增大均使固结速率降低,使同等深度的平均孔压增大,且对竖井地基平均孔压的影响较其对平均固结度的影响明显;同样条件下,k值的变化对竖井地基固结特性的影响更大。     

温度变化下基于固有频率聚类分析的空间网格结构损伤诊断

固有频率是损伤诊断方法提取的主要动力特征之一,其不仅与结构本身刚度有关,还极易受温度等环境因素的影响。提出了一种环境温度变化下基于固有频率聚类分析的空间网格结构损伤诊断方法。首先对结构固有频率的环境温度影响原理进行了公式推导,据此以一网架结构为研究对象,模拟了温度变化与损伤共同作用下的固有频率数据;进而对固有频率进行主成分分析(PCA),提取主成分重构残差进行模糊c均值聚类(FCM),实现结构损伤诊断。研究结果表明:环境温度通过引起热变形、改变材料特性和产生温度内力对固有频率产生影响;固有频率随温度变化的日常波动,将直接影响损伤的准确诊断,通过PCA-FCM聚类分析可在损伤诊断过程有效排除环境温度因素干扰,在健康基线未知情况下对损伤是否发生进行判别,并能对损伤程度进行准确识别。     

表面含裂缝沥青路面低温收缩断裂分析

考虑沥青混合料的感温特性,应用ABAQUS的瞬态热分析和热-力耦合求解技术,采用奇异单元及断裂力学理论,对沥青路面在低温大温差作用下的温度应力表面裂缝问题进行了数值分析.分析结果表明：外界环境温度变化对沥青路面面层的影响最大,其次是基层;低温收缩产生的温度拉应力在裂尖附近急剧增大,导致材料损伤,致使裂缝进一步扩展;降温幅度对应力强度因子KⅠ的影响显著,大温差是高寒地区沥青路面损伤的重要原因.     

约束体系对大跨度斜拉桥抗震性能的影响研究

文章采用非线性时程分析方法研究了地震作用下弹性约束体系和黏滞阻尼器体系对斜拉桥桥墩内力和塔顶位移的影响。结果表明,弹性约束体系和黏滞阻尼器体系均能有效地降低结构位移,但弹性约束体系墩底剪力和弯矩有所增大,设计时应予以注意。     

纤维种类对沥青混合料高温蠕变性能的影响

为了研究纤维种类对沥青混合料高温蠕变性能的影响,在60℃下对掺入3种不同种类纤维的沥青混合料进行了蠕变性能试验,采用Burgers模型表征纤维沥青混合料的黏弹性能,并通过Burgers模型的转换对蠕变速率进行研究。掺入聚酯纤维沥青混合料的蠕变应变率最小,表明聚酯纤维沥青混合料具有较好的高温蠕变性能。     

沥青混合料动态模量试验研究

利用Superpave简单性能试验机(SPT)测量了4种沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下的动态模量;根据时间-温度置换原理,通过非线性最小二乘拟合,确定了4种沥青混合料的动态模量主曲线;比较了4种混合料不同试验温度、不同加载频率以及不同围压条件下沥青混合料的动态模量;采用车辙性能指标E*/sinΦ对4种沥青混合料的高温稳定性进行了分析,并用回弹模量试验进行了对比研究。结果表明,混合料类型、粉胶比、围压对混合料的高温稳定性有很大的影响。动态模量受混合料类型、围压、试验温度的影响。